EA011013B1 - Изокинетический способ отбора проб - Google Patents

Изокинетический способ отбора проб Download PDF

Info

Publication number
EA011013B1
EA011013B1 EA200600690A EA200600690A EA011013B1 EA 011013 B1 EA011013 B1 EA 011013B1 EA 200600690 A EA200600690 A EA 200600690A EA 200600690 A EA200600690 A EA 200600690A EA 011013 B1 EA011013 B1 EA 011013B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
sampling
flow rate
flow
sampled
fluid
Prior art date
Application number
EA200600690A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600690A1 (ru
Inventor
Чэн-Ган Се
Ян Эткинсон
Пол Хэммонд
Гари М. Одди
Пол Болковер
Original Assignee
Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. filed Critical Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Publication of EA200600690A1 publication Critical patent/EA200600690A1/ru
Publication of EA011013B1 publication Critical patent/EA011013B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4521—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through orifices in elements, e.g. flat plates or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/42—Orifices or nozzles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/44—Venturi tubes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G01F25/13—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters using a reference counter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
    • G01N1/2035—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N2001/225—Sampling from a flowing stream of gas isokinetic, same flow rate for sample and bulk gas

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Разработан способ отбора проб из потока многофазной текучей среды, при котором отбирают в качестве пробы часть потока текучей среды зондом для отбора проб; измеряют расход указанной отобранной для проб части и измеряют независимо от стадии отбора проб общий расход потока текучей среды, причем расход отобранной для проб части регулируется по величине отношения расхода отобранной для проб части к общему расходу потока текучей среды для того, чтобы осуществить, по существу, изокинетичекий отбор проб из потока текучей среды. Способ может обеспечить изокинетический отбор проб с точностью 5% или меньше и предпочтительно только небольшие пробы из потока текучей среды. Способ имеет практическое применение для высокоскоростных газоконденсатных скважин. Разработана соответствующая система отбора проб, которая имеет особое применение для отбора проб потоков из устья скважин. Также разработан регулятор режима потока для использования в способе и системах отбора проб, регулятор режима потока представляет трубчатую секцию, включающую секцию индуцирования вихря; выпрямитель потока и измерительную диафрагму.

Description

Настоящее изобретение относится к изокинетическому отбору проб. Особенно, но не исключительно, оно относится к способам и устройствам для проведения изокинетического отбора проб, и, в частности, к изокинетическому отбору проб на нефтяных промыслах.
На нефтяных промыслах, как и во многих других промыслах, важно иметь возможность анализировать состав и свойства потока многофазной среды или флюида, такого как поток газоконденсата или мокрый поток газа. Особенно желательно знать количество различных фаз потока, например, знать соотношение газ-нефть (ОГН) или соотношение конденсат-газ (ОКГ). Также желательно знать свойства различных фаз, например, их зависимость давления, объема и температуры (ДОТ).
Например, прогнозирование свойств текучей среды или флюида и моделирование пласта на основе моделей равновесного состояния (МРС) обычно требует очень точных данных по ДОТ.
ДОТ данные часто необходимы для обеспечения потока в скважинах и транспортных магистралях.
Кроме того, ДОТ данные очень часто имеют существенное влияние на конструкции технологического оборудования и спецификации и, как следствие этого, на рентабельность газонефтяного промысла.
Однако, чтобы точно определить ДОТ свойства и состав пластового флюида, необходимы образцы соответствующего флюида. Обычные методы отбора проб для анализа имеют ряд недостатков либо по точности, либо как по точности, так и по их осуществимости при высоких скоростях потока.
Например, высокоскоростная газоконденсатная скважина с производительностью 5-100 млн ст.куб.фунт (миллион стандартных кубических фунтов)/день и отношением газ-нефть 3к-100к ст.куб.фунт/бл (КГО от 0 до 200 бл/млн ст.куб.фунт) (бл=баррелей жидкости; 1 м3=6,29 бл) очень часто может переполнять сепаратор узла испытаний, вызывая перетекание жидкости в линию отвода газа из сепаратора и давая, таким образом, низкую точность измерения ОГН и не пригодные образцы для измерения ДОТ (если переток не измеряется и не вносится поправка на него). Обычно это также приводит к низким значениям рекомбинационных коэффициентов. Газоконденсатные скважины особенно проблематичны для отбора проб, так как большие объемы газа связаны только с небольшими объемами жидкости, а свойства фазы будут сильно зависеть от количества и состава жидкой фазы.
Поэтому отбор проб в устье скважины считается единственным практическим способом получения надежных результатов испытаний для таких промыслов. Изокинетический способ отбора проб в устье скважины с многофазным флюидом является желательным, поскольку, если реализуется, означает, что образец флюида находится под тем же давлением, температуре и скорости, что и основной поток, и поэтому будет иметь свойства, идентичные свойствам основного потока.
Известная система отбора проб из устья схематически показана на фиг. 1, которая взята из публикации ЭуЬбаЫ апб Н|егтк1аб А куЧетабс арргоасй 1о катрйпд биппд \се11 Ιθ5ΐίη§. 8ос1е1у οί Ре1то1еиш Епдшеетк (8РЕ) рарег 69427, 8РЕ Ьайп Ашепса & СапЬЬеап Ре1то1еиш Епдтееппд СопТегепсе, Виепок, Атдепбпа, 25-28 Магсй 2001 (см. также публикацию Негк е! а1., Текйпд оТ дак сопбепка1е гекегуобк - катр1шд, !ек! бейдп апб апа1ук1к, 8РЕ рарег 68668, 8РЕ Ак1а Расбгс Об & Сак СопТегепсе, 1акат!а, 1пбопек1а, 17-19 Артб 2001). Такую систему производят, например, отделения фирмы Ре1го1есй по отбору проб из устья и сепаратора системы 1ко8р1б (ТМ).
Система по отбору проб из устья по фиг. 1 состоит из двух частей.
Первая часть представляет собой коллектор смешения/отбора проб из устья 1010, который расположен по потоку выше штуцерного манифольда 1030 и содержит устройство 1015 статического смешения фокусирующего действия (см. патент Великобритании 2301297 и патент США 5894080; аналогичное смесительное устройство показано на фиг. 2а) для сбора жидкости со стенок трубопровода и распределения ее в основном потоке. Зонд 1020 для отбора проб помещен радиально ниже по потоку от смесителя 1015 для извлечения пробы из основного потока.
Вторая часть представляет собой лабораторию 1050 на месте (также называемую «М1ш-1аЬ»), которая перерабатывает отобранный образец потока для измерения отношения конденсат-газ (ОКГ). Отбираются ДОТ образцы для определения композиционного состава.
Как описано в докладе 8РЕ 68668, распределение жидкости по сечению трубопровода на фиг. 1 будет меняться, и либо смесительное устройство, либо перемещающийся зонд должны использоваться для того, чтобы обеспечить образец расщепленного потока с правильным отношением газ-конденсат. Как описано в докладе 8РЕ 69427, перемещение зонда обеспечивает отбор проб в нескольких точках по сечению трубопровода и последующую корректировку на распределение капель и скорости. В 8РЕ 68668 указывается, что жидкость, собранная со стенок смесителем 1015 фокусирующего действия, распределяется гомогенно по текущему потоку газа. Однако результаты измерений авторами изобретения отношения газ-жидкость (ОГЖ), представленные на фиг. 2Ь, для смесителя конструкции (показанной на фиг. 2а), аналогичной конструкции смесителя фокусирующего действия 1015, свидетельствуют об обогащенной жидкостью струе в центральной области сечения пробоотборника. ОГЖ, измеренное в таких точках, будет значительно ниже средней величины по трубе. Фиг. 2Ь показывает 70%-ную ошибку для ОГЖ в центре трубы по сравнению с контрольным значением ОГЖ по трубе.
В докладе 8РЕ 68668 указывается, что отбор образца зондом для отбора проб 20 из основного потока осуществляется с изокинетической скоростью отбора пробы, т.е. с такой же линейной скоростью, что и скорость потока флюида в устье, что необходимо для определения правильного отношения газовой и
- 1 011013 жидкой фаз в образце. Эта изокинетическая скорость отбора проб рассчитывается по размеру зонда и скорости течения газа, измеренной в сепараторе для испытаний.
Этот подход имеет, по меньшей мере, следующие недостатки.
1) Для операций отбора проб в устье скважины необходим сепаратор узла испытаний, и он объемен и дорогостоящий (фиг. 1).
2) Сепаратор узла испытаний может быть переполнен высокоскоростным скважинным газом, что приведет к перенесению жидкости на линию выхода газа их сепаратора. Это может привести к неточности измерения скорости газа в основном потоке, используемой для установления изокинетической скорости отбора проб.
3) Скорость газа основного потока может колебаться, например, вследствие изменений в содержании жидкости. Такое непостоянство скорости основного потока может вызвать ненадежность измерений скорости газа в сепараторе (см. доклад 8РЕ 76766 В.С. Тйсиуспу апб Р. Мс11б|/абс11 МиШрйаке По\\'тс1сг аррйсайоп Гог \се11 апб й§са1 айосайоп, А1а§ка, 20-22 Мау 2002), приводящую к ненадежному изокинетическому отбору проб.
4) Контроль изокинетической скорости отбора проб на основе измерения скоростей течения газа основного потока может привести к ошибкам, когда содержание жидкости становится относительно высоким.
\νϋ 00/49370 описывает способ измерения расхода жидкости и газа потока многофазного флюида, включающий отвод части общего потока в «изокинетических условиях». Отобранная для испытаний часть составляет приблизительно от 5 до 15% от общего расхода потока.
Способы и устройства, раскрытые в νθ 00/49370, не предусматривают независимого измерения расхода основного потока, но вместо этого предусматривают измерения расхода основного потока по влиянию операции отбора проб на расход потока. Кроме того, хотя заявленные способы описаны как «изокинетические», этот термин применен ко всем отборам проб, в которых отношение расхода отобранного для проб потока к рассчитанному общему расходу потока находится в пределах 20% отношения площади поперечного сечения зонда для отбора проб к площади поперечного сечения текущего потока. Корректировку на условия отбора проб делают только тогда, когда отношение выпадает за пределы указанного интервала.
Способ, предложенный в νθ 00/49370, для измерения общего расхода (Οι потока) флюида, задается уравнением (5) этой заявки, где Οι рассчитывается как единственное неизвестное в уравнении
Ар, _( 6. Υ
Арг -Я) ' где с.| означает измеренный отобранный для проб поток и Δρ1 и Δρ2 представляют измеренные разности давления основного потока с и без отбора проб. Это предполагает, что плотность отобранного для проб потока с.| такая же, что и плотность общего потока Οι.
Таким образом Οι рассчитывается как
Из этого уравнения ошибку δθι в Οι можно определить как
где
Для Р >> ι, Однако так как Поэтому, чтобы избежать повышенных ошибок при измерении общего расхода Οι при использовании способа согласно νθ 00/49370, важно, чтобы разница между Δρι и Δρ2 была большой, и, следовательно, чтобы расход отобранного для проб потока был, по существу, пропорционален (т.е. более чем 5%) общему расходу. Когда такие пропорции при отборе проб реализуются в случаях с высокоскоростным потоком, например, в высокоскоро стных газоконденсатных скважинах, они могут переполнить сепаратор или, в противном случае, потребовать более объемного, и поэтому более дорогого сепаратора.
Настоящее изобретение, по меньшей мере, частично основано на осуществлении того, что изокинетический отбор проб из потока флюида может быть реализован мониторингом отношения расхода отобранного для проб потока к общему расходу основного потока флюида и регулированием соответствующим образом скорости потока пробы. В отличие от этого, в νθ 00/49370, в котором не содержится предположений о том, что должна проводиться любая повторная или постоянная регулировка для достижения изокинетического отбора проб, в действительности утверждается, что отбор проб проводится в изокинетических условиях для того, чтобы измерить общий расход потока.
Таким образом, первый аспект настоящего изобретения относится к способу отбора проб из потока
- 2 011013 многофазного флюида, включающему следующие стадии:
отбор части потока флюида в качестве пробы зондом для отбора проб;
измерение расхода указанной отобранной для проб части; и измерение независимо от стадии отбора проб общего расхода О потока флюида, причем расход отобранной для проб части регулируется согласно отношению расхода отобранной для проб части к общему расходу флюида, для того, чтобы получить, по существу, изокинетический отбор проб из потока флюида.
Предпочтительно расход отобранной для проб части регулируется так, что уравнение
Ов___^хц0_ в
справедливо в пределах 10%, более предпочтительно в пределах 5%, где Азонд и Атрубы означают соответствующие площади поперечного сечения отверстия зонда для отбора проб и потока флюида в точке отбора проб.
Расходы О и могут представлять массовые расходы, и расход отобранной для проб части потока флюида предпочтительно составляет менее 0,2% от общего расхода О. более предпочтительно менее 0,05% от общего расхода потока О.
Способ может быть использован в высокоскоростных газоконденсатных скважинах, где скорость потока газа составляет по меньшей мере 5 млн ст.куб.фунт/день. В скважинах с более высокими скоростями расход отобранной для проб части потока флюида особенно предпочтительно представляет небольшую долю от общего расхода потока, так что проводимый ниже по потоку анализ отобранной для проб части не сопровождается переполнением. Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно может быть использовано для отбора в качестве проб относительно малых частей общего потока.
Предпочтительно способ дополнительно включает стадию разделения указанной отобранной для проб части на отобранный для проб поток жидкости и отобранный для проб поток газа, и указанная стадия измерения расхода отобранного для проб потока включает измерение расхода отобранного для проб потока жидкости и расхода отобранного для проб потока газа. Расходы одного или обоих этих отобранных для проб потоков могут быть измерены с использованием расходомера Кориолиса (Согю1щ). Это обеспечивает более точное измерение расходов потоков различных фаз в потоке флюида. Расходомер Кориолиса также позволяет измерять плотность потока.
В некоторых вариантах осуществления стадия измерения общего расхода потока включает измерение плотности потока флюида. Стадия измерения общего расхода потока может включать измерение разности давлений, которая может быть измерена, например, с использованием измерителя Вентури (Уеп1иг1), или полного давления, измеряемого с использованием трубки Пито (Ρίΐοΐ).
Предпочтительно стадию измерения общего расхода потока проводят непрерывно или повторно в течение всего процесса отбора проб.
Предпочтительно стадию регулирования расхода потока отобранной для проб части осуществляют непрерывно или периодически в течение всего процесса отбора проб.
Непрерывное или периодическое измерение общего расхода потока и регулирование расхода потока отобранной для проб части позволяет корректировать расход потока отобранной для проб части в зависимости от изменения массового расхода основного потока флюида.
В этом отношении термин «непрерывный» также включает повторяющиеся дискретные приложения вышеописанных стадий измерения и регулирования через равные интервалы времени, эти интервалы короче, чем шкала времени, по которой происходят значительные изменения общего массового расхода основного потока.
Вышеописанный способ особенно целесообразен для использования, когда поток флюида представляет собой сырье из устья скважины, и может быть осуществлен на месте устья скважины.
Предпочтительно способ дополнительно включает перед стадией отбора проб из потока флюида стадию регулирования режима потока флюида.
Другой аспект настоящего изобретения относится к устройству для отбора проб из потока многофазного флюида, которое может осуществлять способ согласно вышерассмотренному аспекту.
Согласно этому аспекту настоящее изобретение относится к устройству для отбора проб из потока многофазного флюида, включающему средство для измерения общего расхода О потока флюида;
зонд для отбора проб для отбора части указанного потока флюида;
измерительное средство для измерения расхода потока указанной отобранной для проб части; и регулятор, приспособленный для регулирования расхода потока отобранной для проб части по величине отношения расхода потока отобранной для проб части к общему расходу потока флюида, для осуществления, по существу, изокинетического отбора проб из потока флюида.
Предпочтительно регулятор приспособлен для регулирования расхода потока отобранной для проб части таким образом, что уравнение
- 3 011013 & _ -^заи) £* Дпруба удовлетворяется в пределах 10%, более предпочтительно в пределах 5%, где Азонд и Атр,убн представляют собой соответствующие площади поперечного сечения отверстия зонда для отбора проб и потока флюида в точке отбора пробы.
Расходы потока О и О3 могут представлять собой массовые расходы потока, в этом случае измерителем является измеритель удельного массового расхода потока.
Предпочтительно площадь поперечного сечения отверстия в зонде для отбора проб составляет менее 0,2% от площади поперечного сечения потока флюида в точке отбора пробы, и таким образом расход потока отобранной для проб части аналогичен доле общего расхода потока флюида. Более предпочтительно площадь поперечного сечения отверстия в зонде для отбора проб составляет меньше 0,05% от площади поперечного сечения потока флюида в точке отбора пробы.
Устройство для отбора проб может составлять часть высокоскоростной газоконденсатной скважины, в которой расход газа составляет по меньшей мере 5 млн ст.куб.фунт/день.
Предпочтительно устройство дополнительно включает сепаратор для разделения отобранной для проб части на отобранный для проб поток жидкости и отобранный для проб поток газа; измеритель для измерения расхода потока отобранного для проб потока жидкости; и измеритель для измерения расхода потока отобранного для проб потока газа. Один или оба этих измерительных устройства могут представлять собой расходомеры Кориолиса (Οοποίίδ).
В некоторых вариантах осуществления средства для измерения общего расхода могут включать денситометр для измерения плотности потока флюида. Средства для измерения общего расхода могут дополнительно или альтернативно включать датчик разности давлений, такой как для использования с измерителем Вентури или трубкой Пито.
Предпочтительно средство для измерения общего расхода потока работает непрерывно или периодически в течение процесса отбора проб.
Предпочтительно регулятор регулирует расход отобранной для проб части непрерывно или периодически в процессе отбора проб.
Предпочтительно зонд для отбора проб изготовлен из материала, стойкого к повреждениям, такого как карбид вольфрама или сплав кобальта, так что площадь поперечного сечения отверстия зонда для отбора проб не меняется в процессе отбора проб.
Зонд для отбора проб предпочтительно расположен в центральной части трубопровода.
Предпочтительно устройство для отбора проб дополнительно включает регулятор режима потока, расположенный выше по потоку над зондом для отбора проб.
Поток флюида может представлять собой сырье из устья скважины.
Для того чтобы достичь соответствующего изокинетического режима отбора проб из многофазного потока при отборе проб в одной точке, предпочтительно, чтобы в намеченной точке поперечного сечения трубы для отбора проб зависимость ОГЖ по поперечному сечению трубы была равномерной.
Ранее для обеспечения такой равномерной зависимости ОГЖ использовали фокусирующие смесители потока. Примерами таких смесителей являются затворно-вентильные смесители, например, как показанные в патенте Великобритании 2301297 и патенте США 5894080. Смеситель, аналогичный смесителю согласно патенту Великобритании 2301297, схематически показан на фиг. 2а. Если аналогичные цифры использованы на фиг. 2а, они относятся к отличительным признакам, уже описанным при рассмотрении фиг. 1.
Однако использование смесителей с фокусировкой потока, таких как смеситель 1015, показанный на фиг. 2Ь, может привести к слишком большому захвату жидкости в область центральной трубы как следствие фокусирующего действия смесителей. При низких давлениях может оказаться избыточным впрыск жидкости, приводящий к очень неравномерному ОГЖ по сечению трубы и большой ошибке ОГЖ.
На фиг. 2Ь показан профиль ОГЖ по сечению трубы для потока воздух/вода с эквивалентным ОГЖ ~60 баррель/млн ст.куб.фунт газа (скорость газа ~1400 м3/ч или примерно 1,2 млн ст.куб.фунт/день), из которого видно, что измеренное ОГЖ имеет ошибку приблизительно 70% от контрольной величины в центре трубы.
Ожидается, что по мере увеличения давления в устье скважины неравномерность ОГЖ по сечению трубы уменьшится в результате снижения разности плотностей газ-жидкость и, следовательно, ошибки в скорости газ-жидкость. Однако отрицательный эффект от впрыска жидкости сохранится даже при высоких давлениях в устье скважины. Аналогичные результаты ожидаются для смесителей затворновентильного типа, упомянутых выше.
Поэтому другой аспект настоящего изобретения относится к регулятору режима потока для системы отбора проб из устья скважины, регулятор режима потока представляет трубчатую секцию, включающую секцию индуцирования вихря; выпрямитель потока и пластинчатую диафрагму с отверстием.
Чтобы достичь точного изокинетического отбора проб в устье скважины в одной точке отбора проб
- 4 011013 предпочтительно иметь равномерный профиль ОГЖ по сечению трубы при заданной площади поперечного сечения отбора проб. Для кольцевых или дисперсно-кольцевых потоков, превалирующих в системе отбора проб в устье скважины (т.е. не полностью развитый вертикальный поток вверх или вниз), этого можно достичь удалением пленки жидкости со стенок трубы и захватом ее гомогенно в газовое ядро. Также предпочтительно, чтобы повторное отложение капель на стенки трубы было пренебрежительно малым по площади поперечного сечения отбора проб. Размер капель предпочтительно является малым, что обеспечивает минимальную разность скоростей газ-капля и скорость отложения капель. Эти факторы приведут к более типичным расходам газа и жидкости при отборе проб и, следовательно, лучшему измерению ОГЖ.
Создание исходного вихря, выше по потоку от пластинчатой диафрагмы с отверстием, предпочтительно приводит к возникновению равномерно распределенной по окружности пленки жидкости на стенках трубчатой секции. Пластинчатая диафрагма с отверстием сбрасывает любую такую жидкостную пленку на стенках трубы обратно в поток газа. После начального образования обогащенного жидкостью ядра ниже по потоку от пластинчатой диафрагмы с отверстием турбулентность вызывает хорошее смешение фаз жидкости и газа. Выпрямление потока в ядре газа перед измерительной диафрагмой снижает количество жидкости, которая повторно откладывается на стенках трубы после сбрасывания измерительной диафрагмой. Поэтому можно достичь относительно равномерного ОГЖ по сечению трубы, делая его менее важным, когда в диаметре трубы по площади поперечного сечения отбора проб помещается зонд для отбора проб.
Индуцирующая вихрь секция может включать тангенциальный ввод в трубчатую секцию. В альтернативном варианте индуцирующая вихрь секция может включать спиралевидную вставку внутри трубчатой секции.
Выпрямитель потока предпочтительно расположен в центре трубчатой секции и так, что существует кольцевой зазор между выпрямителем потока и стенками трубчатой секции, что ведет к выпрямлению газового ядра потока флюида, не влияя при этом ни на какую жидкостную пленку, расположенную на стенке трубы.
Пластинчатая диафрагма с отверстием может иметь диаметр в своей открытой части в интервале между 0,85 и 0,95 от локального диаметра трубчатой секции, предпочтительно между 0,9 и 0,95 от локального диаметра трубчатой секции (также называемый отношение диаметров β).
Трубчатая секция может быть сужена на измерительной диафрагме. Суженная трубчатая секция дает более высокий момент потока газа и более высокое газовое число Вебера (ХУсЬсг).
Чтобы улучшить точность измерения ОКГ в скважинах с обедненным газом конденсатом (ОКГ = от 0 до 50 баррель/млн ст.куб.фунт), предпочтительно используют двухканальный смеситель для снижения скорости жидкости при отборе проб при низких содержаниях жидкости.
В одном примере такого расположения первая (т.е. выше по потоку) пластинчатая диафрагма с отверстием имеет такое отношение диаметров, как β1=0,9, а вторая пластинчатая диафрагма с отверстием имеет такое отношение диаметров, как β2=0,95. Две пластинчатые диафрагмы с отверстием могут быть разделены по оси на величину от 1Ό до 3Ό, где Ό означает основной диаметр трубы на пластинчатых диафрагмах с отверстием.
Первая, расположенная выше по потоку пластинчатая диафрагма с отверстием (отношение диаметров β1) предназначена для сброса как можно большего количества жидкости в центр трубы (с относительно малой величиной β1-отношения); тогда как вторая пластинчатая диафрагма с отверстием используется для сброса любой относительно тонкой жидкостной пленки, которая может быть образована в результате повторного отложения капель жидкости, сброшенной первой измерительной диафрагмой, после прохождения расстояния в несколько диаметров трубы.
Зонд для отбора проб может быть использован для отбора пробы потока флюида и предпочтительно расположен ниже по потоку от измерительных диафрагм. Более предпочтительно зонд для отбора проб расположен на расстоянии между 1Ό и 3Ό ниже по потоку от пластинчатой диафрагмы с отверстием, расположенной ниже по потоку, где Ό означает диаметр трубчатой секции пластинчатой диафрагмы с отверстием (не диаметр самой пластинчатой диафрагмы с отверстием).
Предпочтительно зонд для отбора проб расположен в центре трубчатой секции.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу регулирования режима многофазного потока, включающему следующие последовательные стадии:
формирование пленки жидкости на стенках трубчатой секции, по которой протекает поток флюида; выпрямление потока, по меньшей мере, в ядре потока флюида; и сбрасывание пленки жидкости в указанное ядро.
Предпочтительно пленка жидкости, по существу, равномерно по окружности распределена по стенкам трубы.
Стадия сбрасывания пленки жидкости может предусматривать использование по меньшей мере одной пластинчатой диафрагмы с отверстием. Первая или каждая диафрагма может иметь диаметр открытой части от 0,85 до 0,95 от диаметра трубчатой секции, в которой она помещена, предпочтительно меж
- 5 011013 ду 0,9 и 0,95 от диаметра трубчатой секции. Трубчатая секция может сужаться, по меньшей мере, на пластинчатой диафрагме с отверстием.
Стадия формирования жидкостной пленки может включать принудительное образование вихря потока флюида вокруг оси трубчатой секции. Такое вращательное движение может быть достигнуто, например, тангенциальным вводом потока флюида в трубчатую секцию или прохождением потока флюида по спиралевидной вставке внутри трубчатой секции.
Предпочтительно стадия выпрямления ядра потока флюида не обеспечивает выпрямления части потока флюида рядом со стенками трубы и поэтому не влияет на жидкостную пленку.
Из потока флюида может быть отобрана проба с использованием зонда для отбора проб, отбор проб предпочтительно происходит ниже по потоку от измерительных диафрагм. Более предпочтительно зонд для отбора проб расположен на расстоянии между Ю и 3Ό ниже по потоку от пластинчатой диафрагмы с отверстием, расположенной ниже по потоку, где Ό означает диаметр трубчатой секции на пластинчатой диафрагме с отверстием (не диаметр самой пластинчатой диафрагмы с отверстием).
Предпочтительно зонд для отбора проб расположен в центре трубчатой секции.
Регулятор режима потока или способ согласно двум аспектам может быть использован с методами отбора проб и устройствами согласно вышерассмотренным аспектам для улучшения точности изокинетического отбора проб.
Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут обсуждены в связи с прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 представляет собой схематическое изображение известной системы отбора проб из устья скважины, которая уже рассмотрена;
фиг. 2 представляет собой схематическое изображение смесителя фокусирующего действия, аналогичного тому, что показан в патенте Великобритании 2301297 известного уровня, и который уже рас изокинетического изокинетического изокинетического метода метода метода отбора отбора отбора смотрен;
на фиг. 2Ь показаны профили ОГЖ по сечению трубы ниже по потоку от смесителя фиг. 2а и ниже по потоку от регулятора режима потока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 дана схема производственного процесса, показывающая способ согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 4 представляет собой схематическое изображение системы проб согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 5 представляет собой схематическое изображение системы проб согласно другому варианту осуществления изобретения;
фиг. 6 представляет собой схематическое изображение системы проб согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 представлена принципиальная схема регулятора режима потока согласно варианту осуществления изобретения;
на фиг. 8 представлена принципиальная схема регулятора режима потока согласно альтернативному варианту осуществления изобретения; и фиг. 9 представляет собой принципиальную схему выпрямителя потока, который может быть использован в регуляторах режима потока, показанных на фиг. 7 и 8.
Элементы способа отбора проб согласно варианту осуществления настоящего изобретения показаны на схеме производственного процесса фиг. 3.
Отбирают пробу из части потока текучей среды или флюида и измеряют расход этой отобранной для проб части. Также независимо измеряют общий расход О потока флюида и рассчитывают отношение двух измеренных величин расходов. На основе этого отношения регулируют расход отобранной для проб части (т. е. долю потока флюида, который отбирается для проб) для того, чтобы, по существу, получить изокинетические условия отбора проб. Этот процесс предпочтительно либо повторяют, либо проводят непрерывно в течение всего процесса отбора проб.
Отобранная для проб часть может быть проанализирована одновременно с измерениями расхода и регулировками, например, чтобы обеспечить ОГН, ОВЖ и образцы для ДОТ анализа. В этих анализах также может быть использовано измерение расхода отобранной для проб части.
На фиг. 4 показана система изокинетического отбора проб согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Модель изокинетического метода отбора проб использована для расчета искомого значения расхода отобранной для проб части 0^,, по расходу основного потока О,,фф Одним примером такой модели изокинетического отбора проб является
для, по существу, равномерного смешанного потока.
В отличие от способа, описанного в связи с вышеуказанной фиг. 1, в настоящем варианте осуществления расход основного потока О,,фф. измеряют на месте, в трубе расходомером основного трубопровода
- 6 011013
40. Это может быть, например, измеритель Вентури или диафрагменный расходомер. Затем измеренную величину Оподставляют в выражение модели отбора проб так, чтобы скорректировать величину О8о при изменении О-,фф.
Когда используют двухпозиционный вентиль 35, позволяющий отбирать пробы, действительный расход отобранной для проб части измеряют расходомером отбора проб 30, расположенным на линии отбора проб. Действительный расход отбора проб и искомый расход отбора проб О8о сравнивают в компараторе 33, который создает сигнал контроля потока 31, на основе которого контрольный клапан 32 производит регулировку силовым приводом 34, так чтобы поддержать О8= О8о.
В альтернативном случае сигнал 31 контроля потока может быть создан в результате прямого сравнения между расходом основного потока измеренным расходомером 40 основного трубопровода, и расходом отбора проб, измеренным расходомером отбора проб.
Расходомер 40 основного трубопровода варианта осуществления, показанного на фиг. 4, может быть расположен выше по потоку или ниже по потоку от смесителя или другого регулятора режима потока (не показанного на схеме). В некоторых вариантах осуществления расходомер основного трубопровода также служит хорошим газо-жидкостным смесителем, и поэтому отдельный регулятор режима потока может не понадобиться.
Однако использование регулятора режима потока выше по потоку от расходомера 40 поможет исключить или, по существу, снизить уменьшение скорости потока газ-жидкость, проходящего через расходомер 40 основного трубопровода, позволяя использовать для расчета расхода основного потока скорее модель гомогенного потока (например, стандартные уравнения Вентури для однофазных потоков), а не модель сдвигового потока (например, модель 2-слойного разделенного потока для кольцевых или дисперсно-кольцевых потоков). Предполагается, что состояние гомогенного смешения сохраняется на некотором расстоянии от расходомера 40 основного трубопровода ниже по потоку, обеспечивая возможность осуществления отбора проб в желательном изокинетическом режиме.
Предпочтительные варианты осуществления отдельных смесителей или регуляторов режима потока обсуждены ниже.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения схематически представлен на фиг. 5. Вариант осуществления способа настоящего изобретения также рассмотрен применительно к этой фигуре. Здесь также компоненты, которые уже обсуждены при рассмотрении фиг. 1 и 4, имеют те же цифровые обозначения.
Этот вариант осуществления имеет расходомер 40, который сочетает измерение 41 перепада давлений по Вентури с гамма-лучевым денситометром 42. Примером такого измерителя является измеритель Вентури Р11а5сТс51сг/Р11а5с\Уа1с11сг (Νν) Ух, описанный в докладе 8РЕ 77405 (8. 1ауа\\'айапс апй В.С. Тйсиуспу РУТ 8атр11пд \УЧ11 МиШрИакс Е1о\\'тс1сг5 - Т11согсОса1 1и8ййсайоп апй ИсИ Ытйайопк, 8РЕ Аппиа1 Тссйшса1 СопГегспсе & ЕхЫЬйюп, 8ап Αηΐοηίο, Техак, 29 8ср!стЬсг 1о 2 Ос!оЬсг 2002). Давление и температуру (р, Т) основного потока 11 также можно измерить в этой точке. Показано, что Ух расходомер (см. доклад 8РЕ 76766) дает лучшие результаты измерения расхода многофазного потока, чем тестовый разделитель, особенно при высокой скорости газа и/или в условиях неустойчивого потока.
Этот вариант осуществления предусматривает использование измерения общего массового расхода полученного по объединенным измерениям плотности смеси высокой энергии (рН, рассчитанной с точностью примерно до 10 кг/м3 Ух ядерным источником) и Δρ из измерений Вентури (рассчитанной с точностью в пределах 1%) для определения скорости извлечения при изокинетическом отборе проб, где К представляет калибровочный коэффициент, зависящий от диаметра сопла трубки Вентури, диаметра ввода и коэффициента истечения; смотри, например, уравнение 5 в докладе 8РЕ 77405. Таким образом, ошибка при определении массового расхода
Δβ,ίΓΔ&^Δρ/ β 2[ Δρ рн лежит в пределах 2,5% для плотности смеси рН=300 кг/м3.
Зонд 20 для отбора проб имеет площадь отверстия (Азонд) или отношение этой площади к площади трубы (Атруба), которое, как точно известно, лежит в пределах 2% и поддерживается без изменения в течение длительного периода. Чтобы достичь этого конец 18 зонда изготавливают из стойкого к повреждениям материала, такого как карбид вольфрама или сплав кобальта.
Рассматривается также размер отверстия на конце 18 зонда для отбора проб. Для того чтобы сохранять относительную ошибку в площади отверстия зонда или в отношении площадей в пределах 2%, требуется точность 1% в диаметре отверстия зонда 20 для отбора проб. Поэтому для зонда 20 для отбора проб с малым диаметром отверстия (например, 1,5 мм) допуск по диаметру должен быть очень высоким (<15мкм). При увеличении диаметра отверстия зонда 20 для отбора проб, например, до 3 мм, снижается требование на механический допуск для зонда (до <30 мкм для 3 мм примера, указанного выше). Для потоков с высоким ОГЖ может также оказаться преимущественным больший размер зонда, так как это повысит количество отобранной для проб жидкости и поэтому уменьшит размеры массовых расходоме
- 7 011013 ров 30а и 30Ь Кориолиса, используемых при более высоких интервалах расходов газа и жидкости в минисепараторе 50.
Предпочтительно иметь равномерно перемешанный поток влага-газ на площади поперечного сечения места отбора проб. Это достигается размещением регулятора 200 режима потока выше по потоку от зонда 20 для отбора проб. Предпочтительные варианты осуществления регулятора 200 режима потока рассмотрены ниже.
Также является предпочтительным, чтобы поток в части Вентури Ух расходомера 40 представлял собой также гомогенный поток влага-газ (т.е. с пренебрежительно малой погрешностью газ-жидкость), и поэтому дополнительный регулятор режима потока может быть использован выше по потоку от Ух расходомера 40.
При открытом двухпозиционном вентиле 35, работающем в условиях хорошо перемешанных потоков влага-газ, в которых мала масса жидкости (т.е. 0ь/0о<1), сначала используют измерение общего массового расхода О по Ух расходомеру 40 (β«κ74ρ^7=βσ+βχ,“βί;(ι+ι2ι/βί?) ) для установки приблизительного массового расхода извлекаемого образца «сухого» газа О8,00 =(Азонд/Атруба)хО путем регулировки распределительным вентилем 32 в мини-сепараторе 50 через силовой привод 34.
Удельный массовый расход отобранного для проб потока «сухого» газа 03,о, после разделения газа и капель жидкости в газокапельном сепараторе 51 может быть непосредственно измерен с использованием расходомера 30а Кориолиса.
Удельный массовый расход отобранной для пробы жидкости О53. измеряют с использованием снабженной измерительными приборами системы 52 сбора жидкости в мини-сепараторе 50. Точное установление изокинетического режима отбора проб меньше влияет на удельный массовый расход отобранной для проб жидкости 03,ь, чем на расход газа отобранной пробы вследствие большей инерции капель жидкости по сравнению с газом.
В мини-сепараторе 50 удельный массовый расход отобранной для проб жидкости О53, может быть определен по изменению уровня жидкости во времени 11(1) в резервуаре 52 для жидкости, фиксируемому датчиком уровня Эр (не показан) (р = р!л.е^ =СМгХ<1р/аг)), где А|. площадь поперечного сечения резервуара 52 для жидкости 52.
Однако в варианте осуществления, показанном на фиг. 5, О53. также измеряют с использованием второго расходомера 30Ь Кориолиса, который также определяет плотность жидкостной смеси р5,ъ. Например, вторым расходомером 30Ь Кориолиса может быть измеритель Кориолиса Рготазз 80А™, изготавливаемый фирмой Епбге88-К.аи8ег. Этот измеритель может измерять удельный массовый расход жидкости с точностью ±0,1%, расход газа - с точностью ±0,5% и плотность - с точностью ±1 кг/м2, и по опубликованным данным он измеряет такие малые расходы, как 0,1 кг/ч.
Экстралинейная группа МЭМС денситометра (денситометра с микроэлектромеханическими системами) может быть установлена по высоте резервуара 52 для жидкости, позволяя определять плотности нефти и воды (р5,о, ρ5,ν) по профилю межфазной поверхности раздельных фаз нефть-вода при температуре и давлении в сепараторе (Т5, р5).
Предпочтительно, чтобы жидкость отделялась при линейном давлении до снижения давления с целью минимизации массопереноса между фазами. Также предпочтительно, чтобы система измерения удельного массового расхода отобранной для проб жидкости, является ли она измерителем Кориолиса или измерительной емкостью, имела ошибку 2% или меньше для достижения хороших результатов в замкнутой системе типа закрытого контура, описанной ниже (необходима точность выше чем 2%, чтобы обеспечить точное измерение расхода отобранной для проб жидкости О53, и расход жидкости в основном
трубопроводе
После этого может быть определено содержание воды (γν) по уравнению плотности жидкостной смеси
Ры. = УнРыг +(1- У* Ко
В альтернативном варианте содержание воды можно измерить другими средствами, например, с использованием микроволнового или оптического датчика, такого как инфракрасный измеритель содержания воды РебЕуе™ от фирмы Ргобисйоп 5о1ийоп8, Техаз И5, до завершения разделения жидкостей.
Первое измерение удельного массового расхода отобранной для проб жидкости О5,|. объединяют затем с измеренным удельным массовым расходом отобранного для проб газа в регуляторе 60 с получением общего удельного массового расхода отобранного для проб потока О5. Затем регулятор 60 сравнивает его с текущим общим удельным массовым расходом в основном трубопроводе, измеренным расходомером 40 основного трубопровода. Затем скорость 19 извлечения образца для проб меняется, при необходимости посредством регулирования распределительного вентиля 32 в мини-сепараторе 50 с помощью
- 8 011013 силового привода 34 таким образом, что удельный массовый расход отобранного для проб образца приближается к (Азонд/Атруба)хр, и, таким образом, возникают изокинетические условия отбора проб.
Вышеописанный процесс может быть затем повторен для осуществления последовательных измерений общего удельного расхода отобранных для проб образцов, обеспечивая таким образом сближение с изокинетическими условиями отбора проб. Процесс можно осуществлять эффективно в непрерывном режиме отбора проб, и регулировать таким образом по необходимости расход отобранной пробы, когда по какой-либо причине меняется расход основного потока. В этом отношении термин «непрерывный» включает повторенные дискретные применения стадий измерения и корректировки через постоянные промежутки времени, эти промежутки времени короче, чем временная шкала, по которой происходят существенные изменения общего удельного расхода основного потока. Характерный промежуток времени составляет менее 30 с, а предпочтительно меньше 10 или 5 с.
Для поддержания изокинетического режима отбора проб в этой системе наличие разницы давлений между основным трубопроводом 220 и мини-сепаратором 50 не влияет на отбор проб. Массоперенос между жидкой и газовой фазами может происходить без ущерба для процесса регулировки отбора проб, поскольку процесс основан на общих удельных расходах, а не на объемной скорости отдельной фазы.
Однако, предпочтительно, чтобы давления в мини-сепараторе 50 и основном трубопроводе 220 были приблизительно равными, так чтобы между газовой и жидкой фазами основного трубопровода и сепаратора массоперенос не происходил. В этой ситуации удельные массовые расходы газа и жидкости в основном трубопроводе могут быть получены следующим образом:
общий удельный массовый расход полученный по результатам измерения Δρ измерителем Вентури Ух и измерения плотности смеси рн высокой энергии;
удельный массовый расход жидкости Рь=(Атруба/Азонд)хр8,ь, полученный по изокинетическому отбору проб;
удельный массовый расход газа 0<;=0-0ι =О-(Атруба/Азонд)хр8,ь, предпочтительно полученный по результатам измерения Vx общего расхода и изокинетического отбора проб, также получаемый в чистом виде из изокинетического отбора проб как Ро=(Атруба/Азонд)хр8,ь, который может быть поэтому использован как показатель контроля качества.
В результате ДОТ зависимости больше не нужны для перевода массового удельного массового расхода жидкости, измеренного в условиях сепаратора (р8, Т8), в массовый удельный расход в условиях основного потока (р, Т) для того, чтобы получить удельные массовые расходы газа и жидкости из измерений Ух и изокинетичских моделей. Однако, ДОТ зависимости требуются для перевода удельных массовых расходов при линейных условиях (р, Т) в объемные расходы при стандартных условиях.
Мини-сепаратор 50 также обеспечивает следующие измерения отобранного для проб потока: плотности р8,о; р8,ь; р8,0; ρ8,ν (образцов газа, жидкости, нефти и воды соответственно), полученные расходомерами Кориолиса 30а и 30Ь для газа и жидкости и по показаниям серии МЭМС динситометров из резервуара 52 для жидкости;
содержание воды у^=(р8,ь-р8,0)/(р8,^-р8,0), рассчитанное по величинам вышеуказанных плотностей; ОГ'Ж=(08з;/р8з;)/(О8,|/р8л.). рассчитанное по объемным расходам газа и жидкости из сепаратора; массовое содержание жидкости т=р8,ь/р8,о, рассчитанное по расходам из сепаратора - идеально т<1 для режима хорошо перемешанных влага-газ, система которых используется для анализа; и данные ДОТ для образцов, полученных из отделенного потока жидкости и отделенного (т.е. «сухого») потока газа в мини-сепараторе 50.
Другой вариант осуществления устройства и способа согласно настоящему изобретению схематически изображен и обсужден со ссылкой на фиг. 6.
Как и для вышерассмотренных вариантов осуществления, предпочтительно, чтобы поток влага-газ по поперечному сечению отбора проб был хорошо перемешан, и это достигается при использовании смесителя или регулятора 200 режима потока, расположенного выше по потоку от сечения отбора проб. Здесь также предпочтительные варианты осуществления регулятора режима потока описаны ниже.
Усредняющая трубка Пито (УТП) 44 использована для определения общего удельного массового расхода в основном трубопроводе при работе в режиме измерения полного давления (Пито), а также как зонд для отбора проб. УТП 44 имеет несколько отверстий, например, четыре или шесть отверстий, определенным образом расположенных по диаметру присоединенных труб. Например, для зонда с шестью отверстиями отверстия предпочтительно расположены в трубах зонда в следующих положениях: -0,913В, -0,707В, -0,408В, +0,408В, +0,707В, +0,913В, где В означает радиус трубы. Расположение отверстий предпочтительно соответствует центрам кругов равной площади кругового поперечного сечения трубы. Как и в предшествующем варианте осуществления, для точности отбора проб предпочтительно, чтобы площадь отверстий в УТП 44 (Азонд=Хотв.хАотв.) относительно площади поперечного сечения трубы Атруба на поперечном сечении отбора проб была известна с точностью в пределах 2% и не менялась в период испытаний и отбора проб. Этого можно достичь изготовлением УТП 44 из стойкого к повреждениям материала, такого как карбид вольфрама или сплав кобальта.
Одним примером УТП является вставной измеритель РгоЬа!™ фирмы ВокетоиШ, работающий
- 9 011013 только в режиме измерения полного давления (Пито), который характеризуется относительной точностью ±1,1% для волюмометрических измерений расхода потока, жидкости и газа. УТП также могут быть получены от фирмы Тйеттосоир1е 1и51гитеи15 Ь1й. ОТ СагйТТ, ик.
Зонд на основе УТП имеет очень малую потерю давления и обычно стоит меньше, чем расходомер Вентури. Показатели усреднения по трубе УТП 44 снижают любые отклонения потока через трубу в области поперечного сечения отбора проб.
Гамма-лучевой денситометр 43 высокой энергии установлен выше по потоку от зонда на основе УТП 44 и ниже по потоку от регулятора режима потока 200 и позволяет получить плотность рн. Денситометр 43 может иметь точность в пределах 10 кг/м2 от источника 117С§ мощностью 30 мКи (с гаммаизлучением высокой энергии при 661,66 КэВ) и сцинтилляционным детектором на основе ΝαΙ.
Сначала УТП 44 устанавливают для работы в нормальном режиме измерения полного давления с двухпозиционным вентилем 35, установленным в положении выключено и без отбора потока для проб. УТП измеряет разницу давлений Др по сечению спускного отверстия статического давления в основном трубопроводе и спускного отверстия статического давления в зонде для отбора проб УТП (обычно с точностью в пределах 1%), и общий удельный массовый расход в основном трубопроводе рассчитывается как
(где Κι означает калибровочный коэффициент, зависящий от геометрии зонда для отбора проб и числа Рейнольдса потока).
Затем УТП 44 переключается на работу в режиме отбора проб открытием двухпозиционного вентиля 35 и регулировкой распределительным клапаном 32 потока с помощью силового привода 34. Усредняющий характер УТП 44 означает, что отбор проб из основного потока осуществляется в нескольких точках по диаметру поперечного сечения секции для отбора проб. Поэтому разброс показателей ОГЖ по сечению трубы, который может происходить ниже по потоку от регулятора режима неидеального потока, может быть в значительной степени преодолен. В альтернативном варианте, когда используют УТП, как в рассматриваемом варианте осуществления, эксплуатационные требования к регулятору режима потока могут быть менее жесткими.
Работая в условиях потоков влага-газ, в которых низка масса жидкости (например, ^/Ρσ<1), сначала используют измерение общего удельного массового расхода О по показаниям гамма-лучевого денситометра 43 и при работе УТП 44 в режиме измерения полного давления ( β » т/ДР-Р» = + Сд = Со (1 + / (2о) ), чтобы установить приблизительный удельный массовый расход извлечения «сухого» газа Р8,00 =(Азонд/Атруба)хр регулировкой распределительным клапаном 32 потока в мини-сепараторе 50.
Остальная часть процесса отбора проб такая же, как и описанная выше при обсуждении фиг. 5. В частности, распределительный клапан 32 потока регулируется с помощью силового привода 34 так, что поток 19 отбора проб является, по существу, изокинетическим с потоком 11 в основном трубопроводе.
В дополнительном варианте осуществления одноканальный зонд 20 для отбора проб, как тот, что использован в варианте осуществления, описанном выше в связи с обсуждением фиг. 5, также может быть установлен на работу в режиме полного давления отключением вентиля 35 и измерением дифференциального давления Др по сечению спускного отверстия статического давления в основном трубопроводе и спускного отверстия статического давления в зонде 20. Это измерение Др может быть затем использовано для независимой оценки общего расхода в основном трубопроводе по плотности рн, измеренной денситометром 42.
В дополнительном варианте осуществления в тех областях, где потеря давления в зонде для отбора проб (т.е. от отверстия в зонде для отбора проб до слива под давлением в зонде для отбора проб) относительна невелика, изокинетическое состояние при отборе проб может быть, по существу, обеспечено обнулением описанной выше величины Др за счет регулировки расхода отобранного для проб потока с использованием распределительного клапана 32 потока. В данном варианте осуществления сигнал Др может быть использован как контрольный сигнал для регулировки силового привода 34, что в результате позволяет избежать использование расходомера 40. Следует обратить внимание, что настоящий вариант осуществления может быть адаптирован либо для одноканального зонда для отбора проб, показанного на фиг. 5, либо для многоканального зонда для отбора проб на основе трубки Пито, показанного на фиг. 6.
Следует обратить внимание, что варианты осуществления отбора проб многоканальной трубкой Пито, описанной в связи с фиг. 6, также могут быть использованы в тех областях, где осуществляют независимое измерение с использованием измерителей Ух типа, как описано при рассмотрении фиг. 5.
На фиг. 7 представлена схема трубчатой секции, которая устроена таким образом, чтобы обеспечить относительно равномерный профиль по сечению трубы на поперечном сечении отбора проб, особенно ОГЖ. Показанная трубчатая секция имеет регулятор 200 режима потока для обеспечения такого поперечного сечения.
Регулятор 200 режима потока имеет три элемента: секцию индуцирования вихревого потока, кото
- 10 011013 рый в данном варианте осуществления образуется тангенциальным вводом 201 потока; выпрямитель 202 ядра газового потока и измерительную диафрагму 203.
Тангенциальный ввод 201 потока вызывает завихрение всего потока, создавая таким образом, по существу, равномерно распределенную по окружности жидкостную пленку на стенке 205 трубы. Это исключает отклонения вследствие условий входящего потока, таких как неосесимметричное распределение газового и жидкостного потоков.
Центр потока, который состоит главным образом из газа, затем выпрямляют выпрямителем 202 ядра, расположенным ниже по потоку от тангенциального ввода 201. Пример такого выпрямителя 202 потока показан на фиг. 9 и включает обычный выпрямитель 212 (как тот, что описан в патенте США 3840051, патенте США 5309946 и патенте США 5762107), расположенный с образованием кольцевого зазора 213 между выпрямителем 212 и стенкой 205 трубы, так чтобы не мешать течению жидкости вдоль стенок трубы. Выпрямитель 202 ядра удаляет вихрь в центральном ядре газа потока, снижая таким образом количество жидкости, повторно осаждающейся на стенках после смешения измерительной диафрагмой. Это ускоряет установление согласующихся профилей потоков газ-жидкость на поперечном сечении отбора проб.
Измерительная диафрагма 203, которая вызывает сброс текущей по стенке трубы жидкостной пленки обратно во вновь выпрямленное газовое ядро, расположена ниже по потоку от выпрямителя 202 ядра потока. β-отношение диаметров (отношение диаметра открытой части измерительной диафрагмы 203 к диаметру трубы) составляет предпочтительно величину между 0,85 и 0,95. Дополнительная пластинчатая диафрагма с отверстием (не показана) может быть расположена ниже по потоку от измерительной диафрагмы 203, которая сбрасывает любую повторно образованную жидкостную пленку на стенках после прохождения через измерительную диафрагму 203.
Жидкость, сброшенная со стенок трубы измерительной диафрагмой 203, затем подвергается быстрому, вызванному ускорением разрушению под действием потока газа, который имеет высокую осевую скорость. В этой области сразу же ниже по потоку от измерительной диафрагмы 203 образуется обогащенный жидкостью конус в центре потока. Вниз по потоку от этого конуса турбулентная кинетическая энергия высока, и поэтому вторичное турбулентное разрушение регулирует распределение капель по размеру. Далее вниз по потоку, по мере быстрого снижения турбулентной кинетической энергии, турбулентное разрушение заканчивается, и эффекты коалесценции определяют размер капель жидкости. Таким образом, распределение потока жидкости по поперечному сечению от измерительной диафрагмы 203 ниже по потоку совершенно отличается от его распределения выше по потоку от диафрагмы 203.
Отбор проб предпочтительно происходит на расстоянии Ь по оси ниже по потоку от измерительной диафрагмы 203, расстояние Ь выбрано так, чтобы избежать отбора проб из области обогащенного жидкостью ядра, вызванного сбросом жидкостной пленки измерительной диафрагмой 203, и обеспечить некоторое разрушение вследствие турбулентности и диффузии, приводящее к возникновению капель меньшего размера и более равномерному ОГЖ по поперечному сечению трубы. Предпочтительные значения Ь составляют от 1Ό до 3Ό.
Использование пластинчатого смесителя с отверстием 203 предпочтительнее использования смесителей фокусирующего поток типа, таких как те, что раскрыты в патенте Великобритании 2301297 и патенте США 5894080. Легко управляемый пластинчатый смеситель с отверстием 203 служит для сброса жидкостной пленки со стенок трубы, которую затем подвергают индуцируемому ускорением быстрому разрушению входящим потоком газа с высокой осевой скоростью. Для примера сливной трубы диаметром 4 (Ό=100 мм) при низких давлениях значительно более равномерное ОГЖ по сечению трубы экспериментально измерено на расстоянии 3Ό вниз по потоку от одноапертурной пластины 203 с отношением диаметров β=0,95 (см. фиг. 2Ь), чем полученное при использовании смесителя 15 с фокусированием потока, показанном на фиг. 2а (который аналогичен тому, что описан в патенте Великобритании 2301297). В результате этого, ошибка в определении ОГЖ в центре трубы снижена примерно в пять раз по сравнению со смесителем фокусирующего поток типа, показанного на фиг. 2а. Пластина с отверстием и смеситель фокусирующего поток типа были оба испытаны при одинаковом значении ОГЖ 60 баррель/млн ст.куб.фунт при скорости газа 1,2 млн ст.куб.фунт/день.
Вариант осуществления на фиг. 7 показывает регулятор режима потока и зонд 20 для отбора проб, вставленный в трубчатую секцию 210 меньшего диаметра, чем основная труба 220 (например, секция диаметром 2 дюйма (Ό=50 мм), а не 4 дюйма (100 мм)). Для данного удельного массового расхода скважинного потока при инсталляция зонда 20 для отбора проб в трубчатую секцию меньшего диаметра 210 достигается самый высокий момент газового потока (роИо 2) и следовательно самое большое число Вебера ^ο^=ρ4υ4 2Ω/σ (где σ означает поверхностное натяжение). Это может оказаться преимущественным, так как это увеличивает силу для первичного разрушения жидкостной пленки со стенок, следовательно, увеличивает образование капель; вызывает образование капель меньшего размера, снижая таким образом число Стокса капель и скорость сползания газ-капля; увеличивает равномерность по сечению трубы и процент захвата жидкости.
Альтернативный вариант регулятора 200 режима потока показан на фиг. 8. Этот вариант осуществ- 11 011013 ления такой же, что и на фиг. 6, за исключением того, что тангенциальный ввод 201 заменен на боковой ввод 221 с последующей установкой спиралевидной вставки 211 для создания начального вихря.
Также могут быть использованы альтернативные варианты для формирования осесимметричного распределения жидкостной пленки по стенкам трубы за счет образования вихря иными путями.
Вышерассмотренные варианты осуществления могут составить часть общего устройства для отбора проб, будучи объединены с устройствами и способами более ранних вариантов осуществления, для обеспечения равномерного распределения ОГЖ по сечению трубы для отбора проб.
Хотя изобретение описано в соответствии с пояснительными вариантами осуществления, рассмотренными выше, специалистам в данной области будут понятны многие эквивалентные модификации и варианты при знакомстве с данным существом изобретения. Соответственно, пояснительные варианты осуществления изобретения, изложенные выше, следует рассматривать как пояснительные, а не ограничивающие объем притязаний. Различные изменения в описанных вариантах осуществления могут быть сделаны без отклонения от существа и объема притязаний изобретения.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ отбора проб из потока многофазной текучей среды, при котором отбирают пробу части потока текучей среды зондом для отбора проб;
    при отборе пробы периодически измеряют расход указанной отобранной для проб части;
    в течение процесса отбора периодически измеряют общий расход О потока текучей среды;
    в процессе отбора периодически регулируют расход отобранной для проб части в соответствии с отношением ОЕО расхода отобранной для проб части к расходу потока текучей среды, так что @ справедливо в пределах 10%, где Азонд и Атруба являются соответствующими площадями поперечного сечения отверстия зонда для отбора проб и потока текучей среды в точке отбора проб, чтобы тем самым получить и поддерживать, по существу, изокинетический отбор проб потока текучей среды.
  2. 2. Способ по п.1, при котором дополнительно разделяют указанную отобранную для проб часть на отобранный для проб поток жидкости и отобранный для проб поток газа, при этом при измерении расхода отобранного для проб потока измеряют расход отобранного для проб потока жидкости и расход отобранного для проб потока газа.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, при котором при измерении общего расхода измеряют плотность потока текучей среды.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, при котором при измерении общего расхода измеряют дифференциальное давление.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, при котором измерение общего расхода проводят непрерывно в течение всего процесса отбора проб.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, при котором регулирование расхода отобранной для проб части в процессе отбора проб осуществляют непрерывно.
  7. 7. Способ по любому из пп.1-6, при котором потоком текучей среды является сырье из устья скважины.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, при котором перед отбором проб из потока текучей среды дополнительно регулируют режим потока текучей среды.
  9. 9. Способ по п.8, при котором при регулировании режима потока текучей среды последовательно формируют жидкостную пленку на стенке трубчатой секции, по которой протекает поток текучей среды; выпрямляют поток, по меньшей мере, в ядре потока текучей среды и сбрасывают жидкостную пленку в указанное ядро.
  10. 10. Способ по п.9, при котором при формировании жидкостной пленки принудительно завихряют поток текучей среды вокруг оси трубчатой секции.
  11. 11. Устройство для отбора проб из потока многофазной текучей среды, содержащее средство для измерения общего расхода О потока текучей среды;
    зонд для отбора части указанного потока текучей среды;
    измеритель для измерения расхода указанной отобранной для проб части и регулятор, выполненный с возможностью периодического регулирования расхода отобранной для проб части в соответствии с отношением расхода отобранной для проб части к общему расходу потока текучей среды.
  12. 12. Устройство по п.11, дополнительно включающее сепаратор для разделения указанной отобранной для проб части на отобранный для проб поток жидкости и отобранный для проб поток газа; измеритель для измерения расхода отобранного для проб потока жидкости и измеритель для измерения расхода отобранного для проб потока газа.
  13. 13. Устройство по п.12, в котором один или оба из указанных измерителей представляют собой расходомер Кориолиса.
  14. 14. Устройство по любому из пп.11-13, в котором средство для измерения общего расхода включает
    - 12 011013 денситометр для измерения плотности потока текучей среды.
  15. 15. Устройство по любому из пп.11-14, в котором средство для измерения общего расхода включает датчик дифференциального давления.
  16. 16. Устройство по п.15, в котором указанный датчик дифференциального давления выполнен с возможностью использования с измерителем Вентури.
  17. 17. Устройство по п.15, в котором указанный датчик дифференциального давления выполнен с возможностью использования с трубкой Пито.
  18. 18. Устройство по любому из пп.11-17, дополнительно включающее установленный выше по потоку от указанного зонда для отбора проб регулятор режима потока.
  19. 19. Устройство по п.18, в котором указанным регулятором режима потока является трубчатая секция, включающая в себя секцию индуцирования вихря; выпрямитель потока и измерительную диафрагму.
  20. 20. Устройство по п.19, в котором указанная секция индуцирования вихря включает в себя тангенциальный ввод в трубчатую секцию.
EA200600690A 2003-09-29 2004-09-09 Изокинетический способ отбора проб EA011013B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0322702A GB2406386B (en) 2003-09-29 2003-09-29 Isokinetic sampling
PCT/GB2004/003849 WO2005031311A1 (en) 2003-09-29 2004-09-09 Isokinetic sampling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600690A1 EA200600690A1 (ru) 2006-08-25
EA011013B1 true EA011013B1 (ru) 2008-12-30

Family

ID=29286985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600690A EA011013B1 (ru) 2003-09-29 2004-09-09 Изокинетический способ отбора проб

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7717000B2 (ru)
EP (1) EP1668340A1 (ru)
EA (1) EA011013B1 (ru)
GB (2) GB2406386B (ru)
NO (1) NO20061466L (ru)
WO (1) WO2005031311A1 (ru)

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2432425B (en) * 2005-11-22 2008-01-09 Schlumberger Holdings Isokinetic sampling method and system for multiphase flow from subterranean wells
US7716994B2 (en) * 2006-05-08 2010-05-18 Invensys Systems, Inc. Single and multiphase fluid measurements using a Coriolis meter and a differential pressure flowmeter
JP4137153B2 (ja) * 2006-10-27 2008-08-20 株式会社オーバル 多相流量計
GB2447041B (en) 2006-11-09 2011-05-18 Schlumberger Holdings A robust system and method for obtaining a liquid or gas sample from a multihphase mixture flowing in a hydrocarbon pipeline
DE102006060440A1 (de) * 2006-12-19 2008-06-26 Endress + Hauser Flowtec Ag Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums in einer Rohrleitung
GB2447490B (en) 2007-03-15 2009-05-27 Schlumberger Holdings Method and apparatus for investigating a gas-liquid mixture
GB2447908B (en) * 2007-03-27 2009-06-03 Schlumberger Holdings System and method for spot check analysis or spot sampling of a multiphase mixture flowing in a pipeline
CN101802562B (zh) 2007-09-18 2013-06-12 普拉德研究及开发股份有限公司 多相流测量
GB2454256B (en) 2007-11-03 2011-01-19 Schlumberger Holdings Determination of density and flowrate for metering a fluid flow
CN101883967B (zh) 2007-12-05 2012-11-28 普拉德研究及开发股份有限公司 超声波夹钳式多相流量计
DK2075403T3 (da) 2007-12-27 2011-03-21 Schlumberger Technology Bv Realtidsmåling af resevoirfluiders egenskaber
US8027794B2 (en) 2008-02-11 2011-09-27 Schlumberger Technology Corporaton System and method for measuring properties of liquid in multiphase mixtures
US7607358B2 (en) 2008-03-14 2009-10-27 Schlumberger Technology Corporation Flow rate determination of a gas-liquid fluid mixture
GB2474990A (en) * 2008-08-27 2011-05-04 Schlumberger Holdings Phase sampler probe and method of using thereof
FR2936312B1 (fr) * 2008-09-25 2010-12-31 Geoservices Equipements Procede de determination des debits d'une premiere phase gazeuse et d'au moins d'une deuxieme phase liquide presentes dans un fluide polyphasique.
US9546929B1 (en) 2008-11-15 2017-01-17 A+ Manufacturing LLC Wet natural gas sampling method and apparatus therefore
US9733159B1 (en) 2008-11-15 2017-08-15 Mayeaux Holding, Llc Wet natural gas sampling method and apparatus therefore
US8468899B1 (en) * 2008-11-15 2013-06-25 A+ Manufacturing, Llc Wet natural gas sampling method and apparatus
WO2010106500A1 (en) 2009-03-16 2010-09-23 Services Petroliers Schlumberger Isothermal subsea sampling system and method
CA2760930C (en) * 2009-05-04 2015-11-03 Agar Corporation Ltd Multi-phase fluid measurement apparatus and method
US8521450B2 (en) * 2009-05-27 2013-08-27 Schlumberger Technology Coporation Gas/liquid flow rate determination
IT1395937B1 (it) 2009-09-29 2012-11-02 Eni Spa Apparato e metodo per la misura della portata di una corrente fluida multifase
US8342238B2 (en) * 2009-10-13 2013-01-01 Baker Hughes Incorporated Coaxial electric submersible pump flow meter
WO2011073790A2 (en) 2009-12-18 2011-06-23 Schlumberger Technology B.V. (Stbv) Immersion probe for multi-phase flow assurance
US8549908B2 (en) * 2010-06-17 2013-10-08 Los Robles Advertising, Inc. Thermal anemometer flow meter for the measurement of wet gas flow
GB2499943A (en) * 2010-11-08 2013-09-04 Mezurx Pty Ltd Re-calibration of instruments
US7992453B1 (en) * 2011-01-14 2011-08-09 Cameron International Corporation Erosion-resistant insert for flow measurement devices
ITMI20110670A1 (it) 2011-04-19 2012-10-20 Eni Spa Apparato e metodo per la misura della portata di differenti fluidi presenti nelle correnti multifase
EP2551648A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-30 Services Pétroliers Schlumberger A multiphase flowmeter and a correction method for such a multiphase flowmeter
US9109935B2 (en) * 2011-11-02 2015-08-18 M-Tech Instrument Corporation (Holding) Limited MEMS utility meters with integrated mass flow sensors
GB2497321B (en) * 2011-12-06 2014-06-18 Senico Ltd Multi-phase metering of fluid flows
WO2013162397A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for calibrating an x-ray based multiphase flow meter
WO2013172931A1 (en) 2012-05-14 2013-11-21 The Glosten Associates, Inc. Ballast water treatment monitoring system
US9772271B2 (en) 2012-06-21 2017-09-26 Hamilton Associates, Inc. Apparatus for testing a filter
CZ2012973A3 (cs) * 2012-12-28 2013-12-18 Seko Brno, S.R.O. Dvoudílná nulová izokinetická sonda pro emisní měření
WO2014153177A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Brubacher John Miles Sample acquisition system and method of use
US10690570B1 (en) 2013-03-15 2020-06-23 Mayeaux Holding, Llc Modular conditioning component improvements and methods associated therewith
US9995659B1 (en) 2013-03-15 2018-06-12 Mayeaux Holding Llc Wet gas lateral sampling system and method
US10641687B1 (en) 2013-03-15 2020-05-05 Mayeaux Holding, Llc Wet gas sample probe, vaporizing regulator, and methods associated therewith
US10866167B1 (en) * 2013-03-15 2020-12-15 Maveaux Holdina LLC Wet gas lateral sampling system and method
US10613004B1 (en) 2017-06-06 2020-04-07 Mayeaux Holding, Llc Wet gas sample system
EP3058317B1 (de) * 2013-10-17 2019-06-19 Krohne AG Magnetisch-induktives durchflussmesssystem
US10379011B2 (en) * 2014-01-24 2019-08-13 Sobru Solutions, Inc. Microorganism sorting system and method
US10126214B1 (en) 2014-07-21 2018-11-13 Mayeaux Holding, Llc Wet gas sampling system and method therefore
WO2016075610A1 (en) 2014-11-10 2016-05-19 Tea Sistemi S.P.A. A method and apparatus for the isokinetic sampling of a multiphase stream
US9494504B2 (en) * 2014-12-17 2016-11-15 Unico, Inc. Dual component density sampler apparatus
EP3289319B1 (en) 2015-04-30 2021-12-29 Services Pétroliers Schlumberger Multiphase flow meters and related methods
US9963956B2 (en) 2015-07-07 2018-05-08 Schlumberger Technology Corporation Modular mobile flow meter system
US10416015B2 (en) 2016-07-07 2019-09-17 Schlumberger Technology Corporation Representative sampling of multiphase fluids
DE102016125537A1 (de) * 2016-12-23 2018-07-19 Endress+Hauser Flowtec Ag Massedurchflussmessaufnehmer nach dem Coriolis-Prinzip und Verfahren zum Bestimmen eines Massedurchflusses
US10670575B2 (en) 2017-03-24 2020-06-02 Schlumberger Technology Corporation Multiphase flow meters and related methods having asymmetrical flow therethrough
CN107389133A (zh) * 2017-08-08 2017-11-24 张晨 排气测量、采样装置及方法和应用
US10401264B2 (en) * 2017-08-08 2019-09-03 National Chiao Tung University Efficient electrostatic particle-into-liquid sampler which prevents sampling artifacts
GB2569322A (en) 2017-12-13 2019-06-19 Equinor Energy As Sampling module for multiphase flow meter
US11841255B2 (en) 2018-07-20 2023-12-12 Schlumberger Technology Corporation Systems, methods, and apparatus to measure multiphase flows
WO2020030947A1 (en) 2018-08-07 2020-02-13 Khalifa University Of Science And Technology, Main Campus Imaging system for analyzing a multiphase flow
WO2020041398A1 (en) 2018-08-21 2020-02-27 Schlumberger Technology Corporation System having non-intrusive fluid sensor
US11320347B1 (en) 2021-11-08 2022-05-03 En-Fab, Inc. Portable, high temperature, heavy oil well test unit with automatic multi sampling system
CN116952796B (zh) * 2023-07-25 2024-04-19 山东大学 一种气溶胶液态水含量在线监测装置及方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4167117A (en) * 1978-07-10 1979-09-11 Exxon Production Research Company Apparatus and method for sampling flowing fluids and slurries
US4429581A (en) * 1981-05-26 1984-02-07 Baker Cac, Inc. Multiphase flow measurement system
US4574643A (en) * 1984-10-31 1986-03-11 Alberta Oil Sands Technology And Research Authority Two phase flowmeter
US4776210A (en) * 1987-06-03 1988-10-11 Atlantic Richfield Company Multiphase fluid flow measurement systems and methods
US4881412A (en) * 1985-08-14 1989-11-21 Ronald Northedge Flow meters
EP0561557A1 (en) * 1992-03-18 1993-09-22 Horiba Instruments Incorporated Subsonic venturi proportional and isokinetic sampling methods and apparatus
WO1995022400A1 (en) * 1994-02-21 1995-08-24 Dybdahl Bjoern A device for the positioning of a throttle/mixing body
EP0690292A2 (en) * 1994-06-27 1996-01-03 Texaco Development Corporation Multi-phase fluid flow monitor and method
US5535632A (en) * 1993-10-05 1996-07-16 Atlantic Richfield Company Systems and methods for measuring flow rates and densities of the components of oil, water and gas mixtures
US5654502A (en) * 1995-12-28 1997-08-05 Micro Motion, Inc. Automatic well test system and method of operating the same
WO1998033051A1 (en) * 1997-01-28 1998-07-30 Texaco Development Corporation Methods for optimizing sampling of a petroleum pipeline
US5861561A (en) * 1996-01-17 1999-01-19 Micro Motion, Inc. Bypass type coriolis effect flowmeter
US5894080A (en) * 1994-06-29 1999-04-13 Dybdahl; Bjoern Use of a sampling apparatus for calibrating electronic mass/flow fraction meters in a pipeline
WO2000049370A1 (en) * 1999-02-19 2000-08-24 Paolo Andreussi Method for measuring the flow rates of the single phases in a multiphase fluid stream and relevant apparatus
US6128962A (en) * 1997-07-28 2000-10-10 Texaco Inc. Three-phase fluid flow measurement system and method

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US177489A (en) * 1876-05-16 Improvement in pruning implements
US220944A (en) * 1879-10-28 Improvement in manufacture of electrical con ductors
US2041035A (en) * 1935-11-11 1936-05-19 Walters Harry Loose match holder
US2301297A (en) * 1939-01-25 1942-11-10 Union Switch & Signal Co Railway traffic controlling apparatus
US2275990A (en) * 1939-02-18 1942-03-10 Oxweld Acetylene Co Acetylene generator
US2272766A (en) * 1939-04-07 1942-02-10 Gen Electric Magnetizing arrangement
US2311606A (en) * 1940-02-27 1943-02-16 Clyde E Bannister Centrifugal separator
US2277990A (en) * 1940-04-11 1942-03-31 Lanninger Karl Ludwig Pipe coupling
US2299167A (en) * 1940-07-30 1942-10-20 Aluminum Co Of America Brazing light metals
US3840051A (en) * 1971-03-11 1974-10-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Straightener
US4060001A (en) * 1976-08-27 1977-11-29 Phillips Petroleum Company Sampling probe and method of use
GB2041035B (en) * 1979-02-02 1982-12-01 Shell Int Research Well testing
US4566342A (en) * 1983-05-05 1986-01-28 Kurz Jerome L Isokinetic extractive sampling probe
US4522218A (en) * 1983-09-29 1985-06-11 Exxon Production Research Co. Method and apparatus for splitting two-phase flow at pipe tees
US4891969A (en) * 1988-07-07 1990-01-09 Wayland J Robert Oil/water ratio measurement
GB2238615A (en) * 1989-12-01 1991-06-05 Ws Atkins Engineering Sciences Swirl flowmeter for multiphase fluid streams
NO173468C (no) 1991-07-17 1993-12-15 Bjoern Dybdahl Isokinetisk proevetakingsapparat
NO173757C (no) 1991-08-15 1994-01-26 Dydahl Bjoern Vaeskeproeveanalysator
NO174015C (no) 1991-10-24 1994-03-02 Bjoern Dybdahl Anordning til aa kunne bringe et blandelegeme inn i og ut fra en roerledning
FR2683003B1 (fr) * 1991-10-25 1995-02-17 Schlumberger Ind Sa Redresseur de flux.
GB9319025D0 (en) * 1993-09-14 1993-10-27 Ans Karsto Metering & Technolo Flow cobditioner
NO178807C (no) 1993-12-27 1996-06-05 Bjoern Dybdahl Fremgangsmåte og apparatur ved isokinetisk fluidprövetaking
NO300397B1 (no) 1995-01-16 1997-05-20 Bjoern Dybdahl Anordning ved prövetakingsflaske
US5693894A (en) * 1995-12-13 1997-12-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Fluid controlled isokinetic fluid sampler
US6041688A (en) * 1996-06-25 2000-03-28 Raytheon Company Wireless guided missile launch container
NO303366B1 (no) 1996-09-19 1998-06-29 Bjoern Dybdahl FremgangsmÕte og anordning for forflytting av et fluidpr÷vetakingsapparats sonde
NO303365B1 (no) 1996-09-19 1998-06-29 Bjoern Dybdahl FremgangsmÕte ved isokinetisk fluidpr÷vetaking og anordning for bruk ved fremgangsmÕtens utf÷relse
FR2772126B1 (fr) * 1997-12-05 2000-01-07 Schlumberger Services Petrol Procede et dispositif de prelevement isocinetique d'echantillons d'un fluide s'ecoulant dans une tuyauterie
US6343516B1 (en) * 1998-01-16 2002-02-05 Texaco Inc. Multiphase flow sampling using an autotraversing sample probe
US6062092A (en) * 1998-09-09 2000-05-16 Engine, Fuel, And Emissions Engineering, Incorporated System for extracting samples from a stream
NO990344L (no) 1999-01-26 2000-07-27 Bjoern Dybdahl FremgangsmÕte for bruk ved prøvetaking og/eller mÕling i reservoarvæske
AU2001252774A1 (en) 1999-01-26 2001-10-23 Bjorn Dybdahl A method of conducting in situ measurements of properties of a reservoir fluid
NO312689B1 (no) 2000-09-05 2002-06-17 Bjoern Dybdahl Fremgangsmåte og anordning for brönntesting

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4167117A (en) * 1978-07-10 1979-09-11 Exxon Production Research Company Apparatus and method for sampling flowing fluids and slurries
US4429581A (en) * 1981-05-26 1984-02-07 Baker Cac, Inc. Multiphase flow measurement system
US4574643A (en) * 1984-10-31 1986-03-11 Alberta Oil Sands Technology And Research Authority Two phase flowmeter
US4881412A (en) * 1985-08-14 1989-11-21 Ronald Northedge Flow meters
US4776210A (en) * 1987-06-03 1988-10-11 Atlantic Richfield Company Multiphase fluid flow measurement systems and methods
EP0561557A1 (en) * 1992-03-18 1993-09-22 Horiba Instruments Incorporated Subsonic venturi proportional and isokinetic sampling methods and apparatus
US5535632A (en) * 1993-10-05 1996-07-16 Atlantic Richfield Company Systems and methods for measuring flow rates and densities of the components of oil, water and gas mixtures
WO1995022400A1 (en) * 1994-02-21 1995-08-24 Dybdahl Bjoern A device for the positioning of a throttle/mixing body
EP0690292A2 (en) * 1994-06-27 1996-01-03 Texaco Development Corporation Multi-phase fluid flow monitor and method
US5894080A (en) * 1994-06-29 1999-04-13 Dybdahl; Bjoern Use of a sampling apparatus for calibrating electronic mass/flow fraction meters in a pipeline
US5654502A (en) * 1995-12-28 1997-08-05 Micro Motion, Inc. Automatic well test system and method of operating the same
US5861561A (en) * 1996-01-17 1999-01-19 Micro Motion, Inc. Bypass type coriolis effect flowmeter
WO1998033051A1 (en) * 1997-01-28 1998-07-30 Texaco Development Corporation Methods for optimizing sampling of a petroleum pipeline
US6128962A (en) * 1997-07-28 2000-10-10 Texaco Inc. Three-phase fluid flow measurement system and method
WO2000049370A1 (en) * 1999-02-19 2000-08-24 Paolo Andreussi Method for measuring the flow rates of the single phases in a multiphase fluid stream and relevant apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EA200600690A1 (ru) 2006-08-25
GB2431010C (en) 2008-06-25
GB2431010A (en) 2007-04-11
GB2431010B (en) 2008-05-07
EP1668340A1 (en) 2006-06-14
GB0322702D0 (en) 2003-10-29
GB2406386B (en) 2007-03-07
WO2005031311A1 (en) 2005-04-07
US20070193373A1 (en) 2007-08-23
NO20061466L (no) 2006-06-14
GB2406386A (en) 2005-03-30
US7717000B2 (en) 2010-05-18
GB0700674D0 (en) 2007-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA011013B1 (ru) Изокинетический способ отбора проб
US7942065B2 (en) Isokinetic sampling method and system for multiphase flow from subterranean wells
DK1305579T3 (en) GAUGE FOR MEASURING AND MULTIFASEFLUIDER wet gas
CN101213426B (zh) 用于测量多组分流中的一个组分密度的方法和设备
EP1666850A1 (en) Three-phase flow regulating means for oil, gas and water, three-phase flow measuring apparatus for oil, gas and water and measuring method thereof
BRPI0009294B1 (pt) sistema de calibração de medidor de fluxo com técnica de otimização estatística
US20100138168A1 (en) Apparatus and a method of measuring the flow of a fluid
CN102741667B (zh) 多相流体流束的流量测量装置和方法
CA2965595C (en) A method and apparatus for the isokinetic sampling of a multiphase stream
WO1993017305A1 (en) Flow measurement system
US4815536A (en) Analysis of multi-phase mixtures
Hassan et al. Discharge from a smooth stratified two-phase region through two horizontal side branches located in the same vertical plane
US20180306626A1 (en) Apparatus, system and method for use in determining a property of a flowing multiphase fluid
CN107843307A (zh) 一种拼接式气液两相流计量装置
Hong et al. Best practice for the distribution and metering of two-phase steam
RU2319111C9 (ru) Способ и устройство для измерения расходов фаз газожидкостного потока в трубопроводе с последующим измерением расходов, составляющих компонент жидкой фазы
KR20160058406A (ko) 유량측정 장치 및 방법
CN112414477B (zh) 一种多相流计量方法
RU2091579C1 (ru) Способ отбора проб газожидкостного потока и устройство для его осуществления
RU2754669C2 (ru) Устройство для отбора проб в двухфазных потоках
Himpe et al. Influence of upstream bends on the discharge coefficients of classical venturi tubes and orifice plates
Andreussi et al. Is it possible to reduce the cost (and increase the accuracy) of multiphase flow meters?
Al-Lababidi et al. Transit Time Ultrasonic Modelling in Gas/Liquid Intermittent Flow Using Slug Existence Conditions and Void Fraction Analysis”
AU592079B2 (en) Analysis of multi-phase mixtures
CN112832739A (zh) 一种用于低渗透气井气液不分离在线计量装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ KZ

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU